物联网安装调试与运维(初级)
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1.1.3 任务实施

1.1.3.1 解读任务工单

实施人员需使用准备好的工具,在室内指定实训架上安装方形PVC配线槽、红色带线警示灯与型号为YJ139-LA38的自锁式控制按钮开关。安装完成后,按下自锁式控制按钮开关,红色警示灯开始闪烁;再次按下自锁式控制按钮开关,红色警示灯停止闪烁。该任务计划由2名施工人员在2h内完成配线槽的安装、警示灯电路的安装和调试等工作,运行正常后交付使用。

1.1.3.2 识读系统设计图

图1-2是本任务的系统设计图,工程实施人员需根据设计图进行安装调试。

图1-2 警示灯系统设计图

1.1.3.3 安装设备

1.安装配线槽

1)挑选配线槽

从图1-3所示的各种常见配线槽中挑选出符合本任务要求的方形PVC绝缘配线槽。该配线槽侧面和底部均有开孔,如图1-4所示,因此不用打孔也能方便地将配线槽固定到实训架上。

图1-3 配线槽种类

图1-4 方形PVC绝缘配线槽的开孔位置

知识链接:配线槽与配线槽分类

配线槽又称走线槽,是用来将电源线、数据线等线材规范整理、固定在设备安装架、墙面或者天花板上的布线耗材。

根据用途的不同,配线槽可分为许多种类,常见的有:绝缘配线槽、拨开式配线槽、迷你型配线槽、分隔型配线槽、室内装潢配线槽、一体式绝缘配线槽、电话配线槽、日式电话配线槽、明线配线槽、圆形配线管、展览会用隔板配线槽、圆形地板配线槽、软式圆形地板配线槽、盖式配线槽等。

2)裁剪配线槽

根据物联网实训使用的设备安装铁架的尺寸,使用铁皮剪刀或手工锯,完成配线槽裁剪。

各种规格配线槽的配套附件有:阳转角、阴转角、曲弯角、单通、二通、三通、四通、内连接头、外连接头和封堵等。如图1-5所示为几种常用配套附件的实物图。

图1-5 常用配线槽配套附件

在安装时若使用这些配套附件,就很容易实现配线槽槽路的转角、分支、驳接等。常规配线槽在装配时只要将所需的配线槽配套附件套接在配线槽端头上,再用自攻螺钉或抽芯铆钉固定即可。

当缺少配线槽配套附件时,也可以使用下列方法施工安装。

(1)缺少连接头时的施工方法。

内(外)连接头附件适用于同规格配线槽之间的驳接。施工时可截一段长约15~20cm的同规格的配线槽,代替连接头成品嵌接在驳接口上。“接头”一般嵌于配线槽内部(内接头)以保持整条配线槽的外形美观。接上“接头”钻好孔后,用自攻螺钉将“接头”固定好。

注意:在盖配线槽盖时,应使配线槽驳接口与槽盖接口相互错位,避免两接口重叠在一起,这样可提高整条配线槽的刚性。

(2)缺少曲弯角接头时的施工方法。

曲弯角接头适用于配线槽作90°水平弯曲的场合。具体制作方法如下:用专用的角度剪将配线槽剪成45°角(如图1-6所示,如无角度剪,可在配线槽底部需转弯的地方用角尺画出45°线,然后用铁皮剪沿所画线条位置剪开),再将配线槽弯曲、搭接后铆固便可。配线槽盖作90°水平弯曲时也可按此方法制作。

图1-6 角度剪的使用

(3)缺少阳转角接头时的施工方法。

阳转角接头适用于配线槽作90°外弯曲的场合。制作时,先在一条配线槽的端头底部上按槽侧高度画线,用剪刀剪出一个口子;再在另一条配线槽端头上,沿槽底面与两槽侧面的曲缝处各剪一刀,剪口深度为槽侧高度;然后弯曲槽底剪开部分,用该弯曲部分搭接在前一条配线槽端口子上,用铆钉固定即可。该处相应的槽盖弯曲制作,可参见缺少阴转角接头时的施工方法。

(4)缺少阴转角接头时的施工方法。

阴转角接头适用于配线槽作90°内弯曲的场合,可通过裁剪配线槽本身来制作。具体制作方法如下:在配线槽需内弯部位的两边槽侧上画线,用铁皮剪刀剪成两个45°缺口,再将配线槽于缺口处折曲,使槽侧边的斜边向外,然后铆接固定即可。为了制作简便,相应部位的槽盖弯曲,可在盖侧两边各剪两道缝,沿缝曲折槽盖制成。

(5)缺少三通或四通时的施工方法。

三通或四通在配线槽布线施工中起分支配线槽和驳接电线接头盒的作用。

配线槽作三通(“T”形分支)连接时的施工步骤如下。

步骤1:在被分支的配线槽上,按分支配线槽宽度画线,再沿线剪开,将被剪开的两块配线槽沿根部弯成直角,作为配线槽分支连接好待用。

步骤2:按被分支配线槽宽度的1/2到2/3,在分支配线槽端部画线,沿线将其剪成“凸”形端头。

步骤3:将分支配线槽“凸”形端头插入被分支配线槽的剪开口中,使其相互搭接,用铆钉固定。

步骤4:在被分支配线槽盖侧边的一面,按分支槽盖的宽度剪一口子。在分支槽盖的端头剪去稍短的盖侧边,制成“凸”形端头,使此端头能插进被分支配线槽盖的开口里,这样两条配线槽盖便搭接盖紧了。

配线槽的四通(“十”字分支)制作方法与“T”形接法相同,区别仅是在“T”形顶上再接一配线槽。

图1-7 所选用的螺丝、螺母和垫片

(6)配线槽封堵的制作方法。

封堵用于当配线槽敷设到尽头时,其配线槽端头作封闭之用。自制封堵可通过裁剪配线槽盖来达到封堵配线槽端头的目的。裁剪方法为:先将配线槽端头的两个槽侧壁剪成45°角,再在配线槽盖两侧壁上,按离槽盖端2倍于配线槽高度的地方剪出口子,并且将槽盖端两侧也剪成45°角。然后在槽盖剪出的开口处。把槽盖弯曲成45°角,使槽盖能与配线槽两个45°侧壁相吻合。

3)固定配线槽

配线槽裁剪完毕后,挑选合适的螺丝(M4×16)、螺母、垫片,如图1-7所示,使用十字螺丝刀和尖嘴钳将其固定在实训架上。

知识链接:螺丝、螺母和垫片

螺丝主要是把两个工件连在一起,起紧固的作用。螺丝是一般设备上都要用到的,比如手机、计算机、自行车、各种机床等。螺丝主要分为普通螺丝、机螺丝、自攻螺丝和膨胀螺丝几种。

螺丝型号用类似“M4×16”的形式表示:“M”表示普通三角螺纹,“4”表示公称直径,“16”表示长度,直径和长度的单位均为mm。常见螺丝头部外形有圆柱头、半沉头、沉头、球面圆柱头、盘头、半圆头、六角头等,如图1-8所示。

图1-8 常见螺丝头部外形

螺母也称为螺帽,是与同等规格的螺栓或螺杆通过内侧的螺纹拧在一起,用来起紧固作用的零件。依据螺母的使用状况及功能要求会在对边和形状上有不同设计。本任务所使用的是六角螺母,它与螺丝、垫片配合使用,起到连接紧固机件的作用。螺母的主要种类有自锁螺母、防松螺母、锁紧螺母、四爪螺母、旋入螺母、保险螺母、细杆螺钉连接螺母、自锁六角盖形螺母、专用地脚螺钉用螺母、六角冕形薄螺母、吊环螺母等。

垫片是指用纸、橡皮片或铜片制成,放在两平面之间以加强密封的材料,为防止流体泄漏设置在静密封面之间的密封零件。垫片的作用是增大接触面积,减小压力,保护零件和螺丝。

使用十字螺丝刀和尖嘴钳拧紧螺丝,将裁剪完成的配线槽固定在需要的位置。由于实训架面积比较大,这项工作需要两人配合完成,一人负责安装设备,用螺丝刀拧螺丝,另一人在实训架后面给螺丝上垫片和螺母,使用尖嘴钳固定螺母,待螺丝拧紧后再松开尖嘴钳。配线槽安装完成后的效果如图1-9所示,每段PVC配线槽至少要用3套螺丝固定。

图1-9 配线槽安装效果

知识链接:PVC绝缘配线槽安装的基本要求

配线槽的安装位置应符合施工图要求,左右偏差不应超过50mm;配线槽应与地面保持垂直;配线槽截断处及两配线槽拼接处应平滑、无毛刺;采用吊顶支撑柱布放缆线时,支撑点宜避开地面沟槽和配线槽位置,支撑应牢固;垂直敷设时,距地1.8m以下部分应加金属盖板保护或采用金属走线柜包封,门应可开启;配线槽转弯半径不应小于槽内缆线的最小允许弯曲半径,配线槽直角弯处最小弯曲半径不应小于槽内最粗缆线外径的10倍;配线槽穿过防火墙体或楼板时,在缆线布放完成后应采取防火封堵措施;敷设在网络地板中的配线槽之间应沟通,配线槽盖板应可开启,主配线槽的宽度宜在200~400mm,支配线槽宽度不宜小于70mm;地板块与配线槽盖板应抗压、抗冲击和阻燃。

2.安装警示灯

本任务使用的警示灯如图1-10所示,警示灯底部配有螺丝。配线槽固定后,一位施工人员将警示灯的螺丝直接插入实训架上合适的孔中,另一位施工人员在实训架的背面,先将垫片放入警示灯的螺丝上,再拧上螺母,用尖嘴钳将螺母拧紧。

3.安装自锁式控制按钮

本任务使用的自锁式控制按钮开关为点动按钮开关,它带有一组常开触点和一组常闭触点,如图1-11所示。常开触点在没按下按钮时,线路为断开状态,常闭触点在没有按下按钮时,线路为闭合状态;按下按钮后,常开触点闭合,常闭触点断开。该按钮开关的固定方式有两种,一种是用螺丝固定,另外一种是用导轨固定。如果选用螺丝固定,则需要先将导线从开关引出,再用螺丝固定按钮开关。

图1-10 警示灯正、反面

图1-11 自锁式控制按钮开关触点

根据电路图要求,本任务使用的是常开开关。可用十字螺丝刀拧开自锁式控制按钮常开触点上面的接线端子的螺丝,将准备好的长度合适并剥去绝缘层的导线放入接线端子,拧紧螺丝,如图1-12所示。再使用M4×16型螺丝、垫片和螺母将自锁式控制按钮固定在实训架上;将导线放入配线槽,一端与警示灯的正极连接,另一端通过制作的线鼻子与接线端子的电源正极连接。

图1-12 开关连接导线

4.安装接线端子

组合型接线端子排可由若干单片接线端子连接而成,它的外观结构如图1-13所示。本任务所用接线端子采用的是轨道式快速直插弹簧接线端子。

图1-13 轨道式接线端子及端子排结构

安装接线端子排的步骤如下。

步骤1:安装接线端子导轨,用于固定接线端子排,如图1-14所示。

步骤2:将若干单片接线端子依次连接成排。

步骤3:将接线端子排安装在导轨上,并认真检查是否安装牢固,如图1-15所示。

图1-14 接线端子导轨

图1-15 接线端子排安装效果

接线端子采用的是直插弹簧式接线设计,如图1-16所示,使用小一字螺丝刀从2号孔或3号孔插入,将内部金属片向下压,再将剥好的导线插入1号孔位,拔出小一字螺丝刀,此时金属片自动复位,牢牢地将导线卡住,一端的导线就连接完成了。另外一端也采用相同的方法来连接另一根导线。

图1-16 导线连接方法

知识链接:接线端子及分类

接线端子是用于实现电气连接的一种配件产品,是为了方便导线的连接而应用的。它其实就是一段封在绝缘塑料里面的金属片,两端都有孔可以插入导线,有螺丝等装置将其紧固或者松开。比如两根导线,有时需要连接,有时又需要断开,这时就可以用接线端子把它们连接起来,而不必把它们焊接起来或者缠绕在一起,既方便快捷,又便于信号检测、系统调试。在电力行业中有专门的端子排、端子箱,上面装有大量的接线端子,有单层的和双层的接线端子、大电流接线端子和电压端子、普通的和可断开的接线端子等。接线端子可以分为插拔式接线端子系列、变压器接线端子、建筑物接线端子、栅栏式接线端子系列、弹簧式接线端子系列、轨道式接线端子系列、穿墙式接线端子系列、光电耦合型接线端子系列等。其中轨道式接线端子采用压线和独特的螺纹自锁设计,使得接线连接可靠、安全。常见的接线端子如图1-17所示。

图1-17 常见的接线端子

想一想

请列举出警示灯的5个使用场景。


5.连接线路

1)剥线

剥线即使用剥线钳剥除导线头部的表面绝缘层,使得导线铜芯裸露,如图1-18所示。具体操作步骤如下。

图1-18 剥线钳使用示意图

步骤1:根据导线的线径,选择相应的剥线刀口。

步骤2:将准备好的导线放在剥线钳的刀刃中间,选择好要剥线的长度。本实训项目所需导线剥线长度约0.8cm左右。

步骤3:握住剥线钳手柄,将导线夹住,缓缓用力使导线绝缘层慢慢剥落。

步骤4:松开剥线钳,取出导线,此时导线铜芯整齐露出,其余绝缘层完好。

知识链接:剥线工艺与技巧

规范的剥线操作才能保障用来连接的导线安全耐用,具体工艺要求如下。

(1)去除导线外部绝缘层而不削到内部线芯是至关重要的。如果线芯有缺口,导线能承受的电流会降低,线路可能会断开或发生短路。图1-19(a)所示为线芯没有划伤或凹坑的导线。

(2)在剥离多股导线(软导线)时,剥出来的铜丝可能会分叉,为了防止由于单股铜丝分叉引起短路故障,需要将剥出来的铜丝拧成一股,如图1-19(b)所示。

(3)导线线径与剥线钳中正确的刀口的匹配度非常重要。如果刀口太大,绝缘层不会被剥离;如果刀口太小,则存在损坏导线的风险,弯曲导线时也容易被折断。图1-19(c)即为绝缘层没有被正确地剥离,有划伤、凹坑或缺失的线股。如果剥线时意外地在线芯上留下缺口,最好是切断导线的损坏部分重新再剥一次。

图1-19 导线剥线工艺要求

2)设备连接

设备连接指根据系统设计图进行线路连接,具体操作包括制作导线、警示灯与自锁式控制按钮的连接、自锁式控制按钮与电源的连接三个环节。

(1)制作导线。

警示灯自带的导线长度有限,需要根据警示灯与自锁式控制按钮和电源所在位置的实际距离来延长导线。可使用剥线钳的剪线部分剪取一段长度适宜的红黑导线作为延长导线。

根据工艺要求,警示灯的延长导线需通过接线端子与电源连接,具体操作步骤如下。

步骤1:对照图1-20,实现警示灯自带导线与红黑导线的一端的连接;二者可靠连接后,再使用绝缘胶带对其进行密封与固定,效果如图1-21所示。

图1-20 导线连接

图1-21 包绝缘胶带

“一”字形连接的导线接头可按图1-22所示步骤进行绝缘处理,先从接头左边完好的绝缘层上开始包缠,包缠两圈后进入剥除了绝缘层的线芯部分。每圈压叠胶带宽度的1/2,直至包缠到接头右边绝缘层完好处,然后再缠两圈。将绝缘胶带按另一斜叠方向从右向左包缠,仍每圈压叠胶带宽度的1/2,直至完全包缠。包缠过程中应用力拉紧胶带,不可稀疏,更不能露出线芯,以确保绝缘质量和用电安全。

图1-22 接头的绝缘处理

步骤2:将延长导线另一端的2根导线,分别装上2种颜色的线鼻子。线鼻子的制作过程如图1-23所示,使用线鼻子压线钳,将线鼻子与剥好的导线铜丝压在一起。注意把握好导线剥离的长度,不能出现漏铜现象。将做好线鼻子的导线依次插入轨道式接线端子,效果如图1-24所示。

图1-23 线鼻子制作过程

图1-24 线鼻子与接线端子连接

知识链接:线鼻子

线鼻子常用于电缆末端的连接和续接,能让电缆和电器连接更牢固、更安全,是建筑、电力设备、电器连接等常用的材料。一般导线与接线端子连接时,按照国家接线规范要求,电缆末端连接均需使用对应的接线端子;而如果是截面4mm²以上的多股铜线则需装接线鼻子,再与接线端子连接。这样产品外观规范,导电性能好,安全。

(2)警示灯与自锁式控制按钮的连接。

警示灯的红色延长线与自锁式控制按钮常开触点输入端连接,如图1-25所示。

操作过程为:使用十字螺丝刀逆时针拧开自锁式控制按钮常开开关输入端的螺丝,将剥好的导线从螺丝下方的左侧插入,再用十字螺丝刀顺时针拧紧螺丝。

(3)自锁式控制按钮与电源的连接。

步骤1:将自锁式控制按钮输出端与接线端子的电源正极连接,警示灯的黑色延长线直接与接线端子的电源负极连接。

步骤2:剪一段红黑导线用于连接接线端子与电源;红色导线接入第一片接线端子下方卡口中,与上方卡口中的红色导线相对应,黑色导线接入最后一片接线端子下方卡口中,与上方卡口的黑色导线相对应,接红、黑色导线的卡口要分开一定的距离,以便使用扩展卡片进行电源的扩展。效果如图1-26所示。

步骤3:红黑导线的另一端与电源上标识12V的接线端子相连接,其中红色线接电源正极,黑色线接电源负极,如图1-27所示。

图1-25 警示灯与自锁式控制按钮的连接

图1-26 接线端子两端的接线

图1-27 电源线路连接

通过以上操作,整体安装与布线效果如图1-28所示。

图1-28 整体安装与布线效果

1.1.3.4 使用万用表检测线路

电路安装完毕后,施工人员需要使用万用表对各段电路进行测量,确保安全后才能通电测试。

步骤1:在未给设备通电的情况下,将数字式万用表的挡位拨到蜂鸣挡,用红、黑表笔分别测量电源DC 12V位置的红、黑线,如果万用表蜂鸣器发出蜂鸣声,说明电路存在短路现象,需进一步仔细检查电路连接;如果没有发出蜂鸣声,则说明电源部分未发生短路。

步骤2:将万用表红色表笔接触自锁式控制按钮的电源输入端,黑色表笔接触自锁式控制按钮的电源输出端,如图1-29所示。在未按下按钮的情况下,蜂鸣器是不会发声的,如果此时万用表蜂鸣器开始发出声音,则说明自锁式控制按钮的常开、常闭触点接错或出现短路现象。正常情况是当按下自锁式控制按钮后,蜂鸣器开始发出蜂鸣声,再次按下按钮,蜂鸣器停止发声。

步骤3:确保电路未发生短路的情况下,接通电源,将数字式万用表的挡位调到直流20V处,红表笔与轨道式接线端子上的输入端红色线卡口接触,黑表笔与轨道式接线端子上的输入端黑色线卡口接触,如图1-30所示。观察数字式万用表的读数,如显示是“12V”,说明电源供电正常,如果读数是“-12V”,则说明电源输入端的红、黑线接反。

图1-29 测量自锁式控制按钮

图1-30 测量电源输入端

步骤4:用同样的方法测量轨道式接线端子的电源输出端。正常情况下输出端和输入端的电压是相同的,如果测量输入端电压正常,而输出端电压为0V,则说明有导线和轨道式接线端子没有接触到位,需要用小一字螺丝刀重新按压轨道式接线端子的金属片,确保线鼻子与金属片接触良好。

步骤5:在确保前面步骤都正常的情况下,按下自锁式控制按钮,此时警示灯开始闪烁,再次按下按钮,警示灯停止闪烁。

在设备安装和布线的过程中要强调严谨细致的工作态度,要关注和把握好细节问题,给每一根导线做足防护,把每一个器件的特性都摸透,把每一个位置的关系都梳理清楚,把每一个环节都检测到位。

思想交流:严谨细致

严谨细致是一种工作态度,反映了一种工作作风。是对一切事物都有认真、负责的态度,一丝不苟,于细微之处见精神,于细微之处见境界,于细微之处见水平;是把做好每件事情的着力点放在每一个环节、每一个步骤上,不心浮气躁,不好高骛远;是从一件一件的具体工作做起,从最简单、最平凡、最普通的事情做起,特别注意把自己岗位上的、自己手中的事情做精做细,做得出彩,做出成绩。

2000年10月10日,美国“发现者”号还有几小时就要发射升空了,可当工作人员在对它进行例行检查时,突然发现一枚别针掉进了“发现者”号的主体与燃料水槽之间。这枚小小的别针,万一在飞船升空时卡在发动机里或者坠落到发射台上,将会引起非常严重的后果。为了防止事故的发生,美国国家宇航局决定推迟“发现者”号的发射日期。这个故事说明了严谨细致的工作态度的重要性。细粒之沙不能小觑,积载过多亦足以沉船。